Câu 1. Hòa tan m gam hỗn hợp CuSO4 và KCl vào nước được dung dịch X. Điện phân dung dịch X bằng dòng điện một chiều có cường độ 1,0A (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước). Tổng thể tích khí (đktc) thu được ở cả hai điện cực (ml) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) được mô tả như đồ thị sau:
Cho các phát biểu sau về quá trình điện phân X
(a) Khi thời gian điện phân là 9650 giây, khối lượng chất thoát ra ở catot là 2,56 gam.
(b) Giá trị của m là 13,42 gam.
(c) Khi H2O bắt đầu bị điện phân ở cả 2 điện cực thì thời gian điện phân là 5790 (giây).
(d) Dung dịch thu được sau điện phân hòa tan tối đa 1,08 gam gam Al.
(e) Tại thời điểm H2O bắt đầu bị điện phân ở cả 2 điện cực, số mol khí thu được ở anot là 0,07 mol.
Số phát biểu sai là
A. 1. B. 3. C. 2. D. 4.
Câu 2. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp KCl và CuSO4 vào nước, thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân X với các điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ không đổi. Tổng số mol khí thu được trên cả hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) được mô tả như đồ thị bên (đồ thị gấp khúc tại các điểm M, N, kết thúc điện phân tại thời điểm b (giây). Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, bỏ qua sự bay hơi của nước.
Cho các kết luận liên quan đến bài toán gồm:
(1) Giá trị của m là 27,48;
(2) Tỉ số b/a có giá trị bằng 16/5
(3) Tại thời điểm 2a (giây), thể tích khí thu được tại catot là 1,344 lít;
(4) Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 6,12 gam Al2O3.
Số kết luận đúng là
A. 2. B. 4. C. 1. D. 3.
Câu trả lời tốt nhất
Câu 1.
Đoạn 1: Thoát khí Cl2
Đoạn 2: Độ dốc lớn hơn nên thoát H2 và Cl2
Đoạn 3: Thoát H2 và O2
Đặt a, b là số mol CuSO4 và KCl
Khi t = 9650 —> ne = 0,1 thì n khí = 0,06
Anot: nCl2 = 0,05
Catot: nCu = a và nH2 = 0,06 – 0,05 = 0,01
—> ne = 2a + 0,01.2 = 0,1 —> a = 0,04
Khi t = 15440 —> ne = 0,16 thì n khí = 0,11
Catot: nCu = 0,04 —> nH2 = 0,04
Anot: nCl2 = 0,5b và nO2 = c
—> 0,5b + c + 0,04 = 0,11 và 2.0,5b + 4c = 0,16
—> b = 0,12; c = 0,01
(a) Sai. Khi t = 9650 thì mCu + mH2 = 64a + 0,01.2 = 2,58
(b) Sai, m = 15,34
(c) Sai, H2O bị điện phân ở 2 cực khi vừa hết Cl-, lúc này ne = 0,12 = It/F —> t = 11580s
(d) Đúng. Dung dịch sau điện phân chứa K+ (0,12), SO42- (0,04), bảo toàn điện tích —> nAlO2- = 0,04
—> nAl = 1,08
(e) Sai. nCl2 = 0,06; nH2 = 0,02 —> Tổng 0,06 mol
Câu 2.
Đoạn 1: Thoát khí Cl2 —> nCl2 = 0,06
—> ne trong a giây = 0,12
Đoạn 2: Độ dốc lớn hơn nên thoát H2 và Cl2
—> nCu đoạn 1 = 0,06 và nCl2 đoạn 1 và 2 = 0,12
—> nCuSO4 = 0,06 và nKCl = 0,24
—> m = 27,48 (1 đúng)
nH2 đoạn 2 = 0,06 —> V khí catot lúc 2a giây = 1,344 lít (3 đúng)
Đoạn 3: Thoát H2 và O2
x = nCl2 + nH2 = 0,18 —> Đoạn 3 thoát 0,288 – 0,18 = 0,108
—> Đoạn 3 có nH2 = 0,072 và nO2 = 0,036
—> b/a = (2nCl2 tổng + 4nO2) / (2nCl2 đoạn 1) = 16/5 (2 đúng)
Dung dịch sau điện phân chứa K+ (0,24), SO42- (0,06), bảo toàn điện tích —> nOH- = 0,12
—> Hòa tan được 0,06 mol Al2O3 (6,12 gam)
—> (4 đúng)